1. 影响冲模模具寿命的因素都有哪些原因
冲模模具生产中的失效形式主要有:冲模失效形式主要为磨损失效、变形失效、裂纹失效和压伤失效等。由于冲压形态不同,工作条件不同,影响冲模寿命的因素是多方面的。下面就冲模的设计、制造及使用等方面进行综合分析,并提出相应的改进措施。
1、模具开裂有以下主要原因
1.1根据要求合理选择材料,这是最关建的第一步。
1.2当材质决定后,金相组织是决定性能的关建。
1.3为了保证良好的金相组织,应从以下几个方面加强控制:
1.3.1制定合理的锻造工艺。
1.3.2锻后热处理工艺要符合实际要求,将金相组织控制到最佳状态。
1.3.3成品热处理工艺的制定,除淬火回火外,还有化学热处理及冰冷处理等。
1.4模具研磨平面度及粗糙度不合格。
1.5模具的设计强度要充分满足使用要求。
1.6模具结构要合理。
1.7对线切割的模具,要采取有效的处理措施。
1.8脱料不顺生产前无退磁处理,无退料屑等。
1.9落料不顺组装模时无漏屑或滚屑而堵。
1.10生产:叠片冲压,定位不好等。
2、设备
冲压设备的精度与刚性对冲模寿命的影响极为重要。冲压设备的精度高、刚性好,冲模寿命大为提高。例如:复杂硅钢片冲模材料为Crl2MoV,在普通开式压力机上使用,平均复磨寿命为1~3万次,而新式精密压力机上使用,冲模的复磨寿命可达6~12万次。尤其是小间隙冲模、硬质合金冲模及精密冲模必须选择精度高、刚性好的设备,否则,将会降低模具寿命,严重者还会损坏模具。
3、模具设计
3.1模具的导向机构精度
准确和可靠的导向,对于减少模具工件的磨损,避免凸、凹模压伤影响极大,尤其是小间隙冲裁模、复合模和多工位级进模则更为有效。为提高模具寿命,必须根据工序性质和零件精度等要求,正确选择导向形式和确定导向机构的精度。一般情况下,导向机构的精度应高于凸、凹模配合精度。
3.2模具(凸、凹模)刃口几何参数
形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成形有较大的影响,而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。如模具的配合间隙直接影响冲裁件质量和模具寿命。精度要求较高的,宜选较小的间隙值;反之则可适当加大间隙,以提高模具寿命。
4、冲压工艺
4.1冲压零件的原材料。
实际生产中,由于外压零件的原材料厚度公差超标、材料性能波动较大、表面质量较差或洁净度差等,都会造成模具磨损加剧、易崩刃等不良后果。
4.1.1尽可能采用冲压工艺性好的原材料,以减少冲压变形力;
4.1.2冲压前应严格检查原材料的牌号、厚度及表面质量等,并将原材料擦拭干净,必要时应清除表面氧化物和锈迹;
4.1.3根据冲压工序和原材料种类,必要时可安排软化处理和表面处理,以及选择合适的润滑剂和润滑工序。
4.2排样与搭边。
不合理的往复送料排样法以及过小的搭边值往往会造成模具急剧磨损或凸、凹模压伤。因此,在考虑提高材料利用率的同时,必须根据零件的加工批量、质量要求和模具配合间隙,合理选择排样方法和搭边值,以提高模具寿命。
5、模具材料
正确选材是提高模具寿命的关键。如:化学成分、金相组织、硬度和冶金质量等。不同材质的模具寿命往往不同,为此,对于冲模材料应严格控制以下两点。
5.1材料的使用性能应具有高硬度和高强度,并具有高的耐磨性和足够的韧性,热处理变形小,有一定的热硬性;
5.2工艺性能良好。冲模在加工制造过程一般较为复杂.因而必须具有对各种加工工艺的适应性,如可锻造性、切削加工性、淬硬性、淬透性、低的淬火裂纹敏感性和良好的磨削加工性等。通常根据冲压件的材料特性、生产批量、精度要求等,选择性能优良的模具材料,同时兼顾其工艺性和经济性。
6、热加工工艺
实践证明.模具的热加工质量对模具的性能与使用寿命影响甚大。从模具失效原因的分析统计可知,因热处理不当所引发模具失效“事故”约占45%以上。模具的淬火变形与开裂,使用过程的早期断裂,多与摸具的热加工工艺有关。
6.1锻造工艺。这是模具制造过程中的重要环节。对于高合金工具钢的模具,通常对材料碳化物分布等金相组织提出要求。此外,还应严格控制锻造温度范围,制定正确的加热规范,采用正确的锻造方法,以及锻后缓冷或及时退火等。
6.2预先热处理。视模具的材料和要求的不同分别采用退火、调质等预备热处理工艺,以改善组织,消除锻造、毛坯的组织缺陷,改善加工性。高碳合金模具钢经过适当的预先热处理可消除网状碳化物,使碳化物球化、细化,促进碳化物分布均匀性。这样有利于保证淬火、回火质量,提高模具寿命。
6.3淬火与回火。这是模具热处理中的关键环节。若淬火加热时产生过热,不仅会使工件造成较大的脆性,而且在冷却时容易引起变形和开裂,严重影响模具寿命。冲模淬火加热时特别应注意防止氧化和脱碳,应严格控制热处理工艺规范,在条件允许的情况下,可采用真空热处理。淬火后应及时回火,并根据技术要求采用不同的回火工艺。
6.4消除应力退火。模具在粗加工后应进行消除应力退火处理,目的是消除粗加工所造成的内应力,以免淬火产生过大的变形或裂纹。对于精度要求高的模具,在磨削或电加工后还需经过消除应力回火处理,有利于稳定模具精度,提高使用寿命。
7、加工表面质量
模具表面质量的优劣对于模具的使用寿命有着十分密切的关系。尤其是表面粗糙度对模具寿命影响很大,若表面粗糙度过大,在工作时会产生应力集中现象,并容易在其微细尖角处产生裂纹,影响冲模的耐用性,还会影响工件表面的耐蚀性,直接影响冲模的使用寿命和精度。
7.1模具在加工过程中必须防止磨削过热退火现象,应严格控制磨削工艺条件和工艺方法(如砂轮硬度、粒度、冷却液、进给量等参数);
7.2加工过程中应防止模具表面留有刀痕,夹层、裂纹、撞击伤痕等宏观缺陷。这些缺陷的存在会引起应力集中,成为断裂的根源,造成模具早期失效;
7.3采用磨削、研磨和抛光等精加工和精细加工,提高表面粗糙度,提高模具使用寿命。
8、表面强化处理
为提高模具性能和使用寿命,模具表面强化处理应用越来越广。常用的表而强化处理方法有:氮碳共渗、渗氮、渗硼、渗钒、BRN处理以及化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)和表面浸镀碳化物法(TD)等。提高其耐疲劳强度,有利于模具寿命的提高。
9、线切割变质层的控制
冲模刃口多采用线切割加工。由于线切割加工的热效应和电解作用,使模具加工表面产生一定厚度的变质层,造成表面硬度降低,出现显微裂纹等,致使线切割加工的冲模易发生早期磨损,直接影响模具冲裁间隙的保持及刃口容易崩刃,缩短模具使用寿命。因此,在线切割加工中应选择合理的技术参数,尽量减少变质层深度,去掉变质层。
10、正确使用和合理维护
为了保护正常生产,提高冲压件质量,降低成本,延长冲模寿命,必须正确使用和合理维护模具,严格执行冲模“三检查”制度(使用前检查,使用过程中检查与使用后检查),并做好冲模与维护检修工作。其主要工作包括模具的正确安装与调试;严格控制凸模进入凹模深度;控制校正弯曲、冷挤、整形等;及时复磨、研光其刃口;注意保持模具的清洁和合理的润滑等。模具的正确使用和合理维护,对于提高摸具寿命事关重大。
总之,提高模具寿命应在设计、制造、使用和维护全过程中,应用先进制造技术和实行全面质量管理,是提高模具寿命的有效保证,并且致力于发展专业化生产,加强模具标准化工作,除零件标准化外,还有设计参数标准化、组合形式标准化、加工方法标准化等,不断提高模具设计和制造水平,有利于提高模具寿命。
2. 你了解当下中国模具行业市场现状及发展方向吗
模具行业概况
简单而言,就是模具设计师和产品研发融合成一个新的岗位,一个能够负责整个产品从外观到机构、再到模具、到模具加工、模具生产、产品组装一系列工作的全新的岗位,成为制造业绝对的核心。
3. 怎么设计折弯机模具
怎么设计折弯机模具:
1、要想为折弯机设备选择适当的折弯机模具,首先对于折弯机的类型要有全局的把握,具体需要了解的是折弯机的牌号、大小乃至实际的吨位等等因素。熟悉这些因素之后,在进行模具的挑选的时候就可以以这些资料为事实依据。
2、要是碰到折弯机由于使用年限过于长久导致牌号模糊不清以至于看不清,建议尽量将该折弯机模具的样品寄到生产厂家以此规格来定做。
3、如果在生产中涉及到折弯机组合模具的使用,上下模之间的匹配程度的要求通常较高。若匹配不到位,经过折弯程序的工件产生的结果很可能无法满足生产的质量规范和要求。
4. 预制叠合楼板、楼梯模具设计应注意哪些要点
氢燃料电池电堆压装机是专门为氢燃料电池电堆组装设计的专用设备,结合氢燃料电池的安装工艺,使用专门设计工装,机体旋转后,依靠重力自动定位双极板和膜电极,极大地方便安装,节约叠片对正的时间。
5. 什么是模具
模具是在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造,以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中,用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。 模具具有特定的轮廓或内腔形状,具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离,即进行冲裁;内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。(补充一句,国外把模具分两类:MOLD和DIE。MOLD意思是“模子,模腔”,指塑模、铸造模一类的;DIE意思是“金属模子,印模”,指冲模、锻模一类的。分别很简单:一种是把材料加热熔融后灌入模腔,一种是用外力把材料压成所需的形状。) 模具一般分为两个部分:动模和定模,或凸模和凹模,它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件,合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中,分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上;在挤压、压铸和注塑过程中,外力则由气压、柱塞、冲头等施加在坯料上,模具承受的是坯料的胀力。
6. 激光焊接和打标加工在模具行业的应用有哪些
通发激光为您解答:
模具激光制造
1) 激光间接成模工艺
①立体光造形(Stereo Lithography Apparatus,简称SLA)工艺是利用紫外激光束逐层扫描光固化胶的方法形 成三维实体工件的。1986年美国3D Systems公司推出了商品化样机SLA-1。SLA工艺的最高加工精度能达到0.05mm。 ②薄层叠片制造(Laminated Object Manufacturing,简称LOM)工艺采用薄片材料,如纸、塑料薄膜等,由美国 Helisys公司于1986年研制成功。通过反复CO2激光器切割和材料粘贴,得到分层制造的实体工件。LOM工艺的特点 是适合制造大型工件,其精度达到0.1mm。③选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,简称SLS)工艺是利用 粉末状材料成形的,由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的于1989年研制成功,通过用高强度的CO2激光器逐层有选择 地扫描烧结材料粉末而形成三维工件,SLS工艺最大的优点在于选材较为广泛。
上述三种激光快速成形技术由于发展时间长,技术相对比较成熟,在国内外都得到了较为广泛的应用。但上述 方法形成的三维工件都不能直接作为模具使用,需要进行后续的处理,所以称之为激光间接成模工艺。主要的处理 方法有:①快速成形工件处理后用作模具。LOM制作的纸模经表面处理直接代替砂型铸造木模;或者用LOM制作的纸 模具经表面处理直接用作低熔点合金铸模、注塑模;或失蜡铸造中蜡模的成形模。SLS制作的工件经渗铜后,作为 金属模具使用。②用快速成形件作母模浇注硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等材料制作软模具。③用快速成形件翻制硬 模具。一种是直接用LOM制作纸基模具,经表面金属电弧喷镀和抛光后研成金属模;另一种是金属面硬背衬模具。 上述硬模具可用于砂型铸造、消失模的压型制作、注塑模以及简易非钢质拉伸模。
用上述激光间接成模工艺制作模具,既避开了复杂的机械切削加工,又可以保证模具的精度,还可以大大缩短 制模时间、节省制模费用,对于形状复杂的精度模具,其优点尤为突出。但是,目前还存在着模具寿命相对较短的 缺点,所以上述激光间接成形模具较适合于小批量生产。
2) 激光直接成模工艺
选择性激光熔化(Selective Laser Melting,简称SLM)技术是在选择性激光烧结(SLS)技术的基础上发展起来 的。SLM的特点为:(1)使用高功率密度,小光斑的激光束加工金属,使得金属零件具有0.1毫米的尺寸精度;(2)熔 化金属制造出来的零件具有冶金结合的实体,相对密度几乎能达到100%,大大改善了金属零件的性能;(3)由于激 光光斑直径很小,因此能以较低的功率熔化高熔点的金属,使得用单一成分的金属粉末来制造零件成为可能。图2 所示为德国EOS GmbH公司利用选择性激光熔化(SLM)工艺制造的全金属零件。
激光多层(或称三维/立体)熔覆直接快速成形技术是在快速原型技术的基础上结合同步送料激光熔覆技术所发 展起来的一项高新制造技术,其实质是计算机控制下的三维激光熔覆。
由于激光熔覆的快速凝固特征,所制造出的金属零件具有均匀细密的枝晶组织和优良的质量,其密度和性能与常规 金属零件相当。激光多层熔覆发展出了多种方法,其中最具代表性的是美国Sandia国家实验室(Sandia National Laboratories)研发的称作激光工程化净成形技术(Laser Engineered Net Shaping,简称LENS)的金属件快速成形 技术。采用该方法已成功制造了不锈钢,马氏体时效钢,镍基高温合金,工具钢,钛合金,磁性材料以及镍铝金属 间化合物工件,零件致密度达到近乎100%。图3为美国Sandia国家实验室以LENS技术制造的金属模具。
选择性激光熔化(SLM)技术和激光工程化净成形(LENS)技术由于成形件致密性好,且具有冶金结合组织及精度 高,制成的模具寿命长的特点,已得到了工业界和学术界的普遍重视,在国外已推出了多种设备样机,有的甚至开 始商品化了;而国内目前的研究和应用还处于起步阶段。
工业加工激光器
目前,用于激光加工的工业激光器主要有两大类:固体激光器和气体激光器。其中,固体激光器以Nd:YAG激光 器为代表;而气体激光器则以CO2激光器为代表。随着激光技术的发展,目前人们也开始在某些加工应用场合使用 大功率光纤激光器和大功率半导体激光器。
1) Nd:YAG激光器
Nd:YAG激光器的激光工作物质为固态的Nd:YAG棒,其激光波长为1.06μm。由于该种激光器的激光转换效率较 低,同时受到YAG棒体积和导热率的限制,其激光输出平均功率不高。但由于Nd:YAG激光器可以通过Q开关压缩激光 输出的脉冲宽度,在以脉冲方式工作时可获得很高的峰值功率(108W),适用于需要高峰值功率的激光加工应用; 其另一大优点是可以通过光纤传输,避免了复杂传输光路的设计制作,在三维加工中非常有用。此外,还可以通过 三倍频技术将激光波长转换为355nm(紫外),在激光立体造形技术中得到应用。
2) CO2激光器
CO2激光器的激光工作物质为CO2混合气体,其主要应用的激光波长为10.6μm。由于该种激光器的激光转换效 率较高,同时激光器工作产生的热量可以通过对流或扩散迅速传递到激光增益区之外,其激光输出平均功率可以做 到很高的水平(万瓦以上),满足大功率激光加工的要求。
国内外用于激光加工的大功率CO2激光器,主要是横流、轴流激光器。①横流激光器:横流激光器的光束质量 不太好,为多模输出,主要用于热处理和焊接。我国目前已能生产各种大功率横流CO2激光器系列,可满足了国内 激光热处理和焊接的需求。②轴流激光器:轴流激光器的光束质量较好,为基模或准基模输出,主要用于激光切割 和焊接,我国激光切割设备市场主要由国外轴流激光器所占领。尽管国内激光器厂商在国外轴流激光器上做了许多 工作,但由于主要配件还需进口,产品价格难以大幅度下降,普及率低。